Diagram over normale forhold og El Niño situationer i Stillehavet

Variabiliteten i det sydamerikanske klima skyldes til dels den sydlige oscillation (SO) og El Niño fænomenet (EN), også kaldet El Niño-sydlig oscillation (ENSO), der er en kontinuerlig, men uregelmæssig cyklus af ændringer i havets og de atmosfæriske forhold, der påvirker hele planeten. Fænomenet starter som regel øst for Stillehavet og spreder sig hen over jordkloden i over et års tid med et interval, der varierer mellem 3 og 8 år.
 
En fuldstændig definition af El Niño er udarbejdet af Trenberth (1997), der specificerer, at dette fænomen refererer til opvarmningen af havet i det østlige Stillehavsbækken, men at det også er knyttet til en mere udbredt, unormal opvarmning af havet ved den internationale datolinje (180°V), og at det påvirker hele Stillehavsområdet. Han tilføjer, at den atmosfæriske del, der er knyttet til havets opvarmning, er den såkaldte sydlige oscillation.

ENSO har to faser: den varme fase, El Niño, og en koldere fase kaldet La Niña, der er karakteriseret af koldere havoverfladetemperaturer end normalt i det tropiske Stillehav.  
 
Områdets klimatiske baggrund
 
Klimaet langs Perus og Ecuadors kyster afgøres af luften over det kolde vand i det østlige Stillehav, der er for tung til at stige så højt op, at vanddampene kan kondensere og danne skyer og dermed regn. Konsekvensen er, at store dele af disse to lande består af ørken. Denne ørken begynder faktisk langt fra kysten, hvor den kølige, tunge luft samtidig danner et område med højt lufttryk.

Højtrykssystemet i øst og lavtrykssystemet over de varmere have i vest får luften til at bevæge sig mod vest, hvilket skaber og forstærker de stabile passatvinde ved Ækvator. Disse vinde optager fugtighed fra oceanet, mens de blæser mod det vestlige Stillehav. Der stiger den varme, fugtige luft opad, kondenserer og frembringer kraftig monsunregn, der giver liv til regnskovene i New Guinea og Indonesien. Havoverfladen er omkring 1 til 2 meter højere i Indonesien end ved Ecuador på grund af de vinde, der får varmt overfladevand til at hobe sig op i det vestlige Stillehav.

Havets overfladetemperatur er omkring 8°C højere i vest med kølige temperaturer ud for Sydamerika, der skyldes en opstigning af koldt vand fra dybere områder (Humboldtstrømmen). Dette kolde vand, som er meget næringsrigt, opretholder et højt niveau af primær produktivitet, forskellige havøkosystemer og udbredt fiskeri.
 
 
Effekten af El Niño
 
Nedbør kommer fra opstigende luft over varme have, og det østlige Stillehav er relativt tørt. Under El Niño forhold, når havene ud for det nordlige Peru er varmere end normalt, og havoverfladetrykket dermed er lavere, mindskes trykforskellen mellem øst og vest. Det svækker også de vestgående passatvinde, og når vindene bliver svækkede, sker der en nedgang i termoklinniveauerne i det østlige Stillehav og en stigning i det vestlige Stillehav. Store mængder af varm, fugtig luft stiger op over det centrale Stillehav i stedet for længere mod vest, og det får monsunregnen til at stilne af i området omkring Indonesien. Det modsatte er tilfældet ved Nord- og Sydamerikas vestkyst, hvilket forårsager regnstorme.